计算机是如何启动的?

二,第二阶段:主引导记录
BIOS按照"启动顺序",把控制权转交给排在第一位的储存设备.
这时,计算机读取该设备的第一个扇区,也就是读取最前面的512个字节.如果这512个字节的最后两个字节是0x55和0xAA,表明这个设备可以用于启动;如果不是,表明设备不能用于启动,控制权于是被转交给"启动顺序"中的下一个设备.
这最前面的512个字节,就叫做"主引导记录"(Master boot record,缩写为MBR).
2.1 主引导记录的结构
"主引导记录"只有512个字节,放不了太多东西.它的主要作用是,告诉计算机到硬盘的哪一个位置去找操作系统.
主引导记录由三个部分组成:
(1) 第1-446字节:调用操作系统的机器码.
(2) 第447-510字节:分区表(Partition table).
(3) 第511-512字节:主引导记录签名(0x55和0xAA).
其中,第二部分"分区表"的作用,是将硬盘分成若干个区.
2.2 分区表
硬盘分区有很多好处.考虑到每个区可以安装不同的操作系统,"主引导记录"因此必须知道将控制权转交给哪个区.
分区表的长度只有64个字节,里面又分成四项,每项16个字节.所以,一个硬盘最多只能分四个一级分区,又叫做"主分区".
每个主分区的16个字节,由6个部分组成:
(1) 第1个字节:如果为0x80,就表示该主分区是激活分区,控制权要转交给这个分区.四个主分区里面只能有一个是激活的.
(2) 第2-4个字节:主分区第一个扇区的物理位置(柱面,磁头,扇区号等等).
(3) 第5个字节:主分区类型.
(4) 第6-8个字节:主分区最后一个扇区的物理位置.
(5) 第9-12字节:该主分区第一个扇区的逻辑地址.
(6) 第13-16字节:主分区的扇区总数.
最后的四个字节("主分区的扇区总数"),决定了这个主分区的长度.也就是说,一个主分区的扇区总数最多不超过2的32次方.
如果每个扇区为512个字节,就意味着单个分区最大不超过2TB.再考虑到扇区的逻辑地址也是32位,所以单个硬盘可利用的空间最大也不超过2TB.如果想使用更大的硬盘,只有2个方法:一是提高每个扇区的字节数,二是增加扇区总数.

三,第三阶段:硬盘启动
这时,计算机的控制权就要转交给硬盘的某个分区了,这里又分成三种情况.
3.1 情况A:卷引导记录
上一节提到,四个主分区里面,只有一个是激活的.计算机会读取激活分区的第一个扇区,叫做"卷引导记录"(Volume boot record,缩写为VBR).
"卷引导记录"的主要作用是,告诉计算机,操作系统在这个分区里的位置.然后,计算机就会加载操作系统了.
3.2 情况B:扩展分区和逻辑分区
随着硬盘越来越大,四个主分区已经不够了,需要更多的分区.但是,分区表只有四项,因此规定有且仅有一个区可以被定义成"扩展分区"(Extended partition).
所谓"扩展分区",就是指这个区里面又分成多个区.这种分区里面的分区,就叫做"逻辑分区"(logical partition).
计算机先读取扩展分区的第一个扇区,叫做"扩展引导记录"(Extended boot record,缩写为EBR).它里面也包含一张64字节的分区表,但是最多只有两项(也就是两个逻辑分区).
计算机接着读取第二个逻辑分区的第一个扇区,再从里面的分区表中找到第三个逻辑分区的位置,以此类推,直到某个逻辑分区的分区表只包含它自身为止(即只有一个分区项).因此,扩展分区可以包含无数个逻辑分区.
但是,似乎很少通过这种方式启动操作系统.如果操作系统确实安装在扩展分区,一般采用下一种方式启动.
3.3 情况C:启动管理器
在这种情况下,计算机读取"主引导记录"前面446字节的机器码之后,不再把控制权转交给某一个分区,而是运行事先安装的"启动管理器"(boot loader),由用户选择启动哪一个操作系统.
Linux环境中,目前最流行的启动管理器是Grub.

吧里人都神出鬼没啊